Ένας γαλαξίας χωρίς σκοτεινή ύλη. Rare galaxy found without any dark matter

Μια φωτογραφία του γαλαξία NGC 1052-DF2 από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. This large, fuzzy-looking galaxy is so diffuse that astronomers call it a “see-through” galaxy because they can clearly see distant galaxies behind it. The ghostly object, catalogued as NGC 1052-DF2, doesn’t have a noticeable central region, or even spiral arms and a disk, typical features of a spiral galaxy. But it doesn’t look like an elliptical galaxy, either. Even its globular clusters are oddballs: they are twice as large as typical stellar groupings seen in other galaxies. All of these oddities pale in comparison to the weirdest aspect of this galaxy: NGC 1052-DF2 is missing most, if not all, of its dark matter. Credits: NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University)

Οι γαλαξίες και η σκοτεινή ύλη πάνε χέρι-χέρι, καθώς δεν μπορείς να βρεις τον έναν, χωρίς να υπάρχει και η άλλη - έως τώρα τουλάχιστον. Όμως, για πρώτη φορά, οι αστρονόμοι βρήκαν ένα γαλαξία που φαίνεται να μην έχει σχεδόν καθόλου σκοτεινή ύλη, πράγμα που οι ίδιοι χαρακτήρισαν «σοκαριστικό», καθότι τελείως απρόσμενο.

Με δεδομένο αφενός ότι το σύμπαν κυριαρχείται από τη σκοτεινή ύλη, που είναι πολύ περισσότερη (έως το 85% του συνόλου της ύλης στο σύμπαν) από ό,τι η ορατή βαρυονική ύλη, και αφετέρου ότι η σκοτεινή ύλη αποτελεί το θεμέλιο που συγκρατεί τους γαλαξίες, η ανακάλυψη θεωρείται πραγματικά σημαντική.

Ο ασυνήθιστος γαλαξίας είναι ο NGC1052-DF2, σε απόσταση 65 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Έχει περίπου το μέγεθος του δικού μας γαλαξία, αλλά μόνο το ένα διακοσιοστό των άστρων του, ενώ -αντίθετα με τον δικό μας- δεν διαθέτει μαύρη τρύπα στο κέντρο του.

Paradoxically, a small galaxy that seems to contain none of the invisible stuff known as “dark matter” may help prove that it exists. The multi-lensed Dragonfly telescope in New Mexico has triggered a hunt for dim galaxies in our cosmic neighborhood. Credit: P. van Dokkum

Ο γαλαξίας μελετήθηκε από πολλά τηλεσκόπια (Τζέμινι και Κεκ Χαβάης, διαστημικό Χαμπλ κ.α.) για να υπάρξει διασταύρωση των αποτελεσμάτων. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Πίτερ βαν Ντόκουμ του Πανεπιστημίου Γέιλ των ΗΠΑ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature".

«H εύρεση ενός γαλαξία χωρίς σκοτεινή ύλη είναι αναπάντεχη, επειδή αυτή η αόρατη μυστηριώδης ουσία αποτελεί την πιο κυρίαρχη όψη ενός γαλαξία» δήλωσε ο Ντόκουμ.

An image from NASA’s Hubble Space telescope, that indicates a ring of dark matter surrounding a galaxy cluster. Image: NASA

«Επί δεκαετίες νομίζαμε ότι οι γαλαξίες ξεκινούν πάντα τη ζωή τους ως συσσωματώσεις της σκοτεινής ύλης. Στη συνέχεια συμβαίνουν όλα τα άλλα: αέριο πέφτει μέσα στη άλω της σκοτεινής ύλης, το αέριο μετατρέπεται σε άστρα, αυτά αργά μεγαλώνουν, ώσπου στο τέλος εμφανίζονται γαλαξίες όπως ο δικός μας. Όμως ο NGC1052-DF2 θέτει σε αμφισβήτηση τις κυρίαρχες ιδέες για το σχηματισμό των γαλαξιών».

«Αν υπάρχει καθόλου σκοτεινή ύλη σε αυτόν τον γαλαξία, θα είναι ελάχιστη. Τα άστρα του αρκούν για να εξηγήσουν όλη τη μάζα του και δεν φαίνεται να υπάρχει καθόλου έξτρα χώρος για τη σκοτεινή ύλη», πρόσθεσε. Από την άλλη, όπως είπε, «αυτό δείχνει ότι η σκοτεινή ύλη είναι ξεχωριστή από τους γαλαξίες. Είναι πραγματική, αλλά έχει τη δική της ξεχωριστή ύπαρξη από τα άλλα συστατικά των γαλαξιών».

Με άλλα λόγια, προκύπτει το ερώτημα: αν ένας γαλαξίας δεν ξεκίνησε με αφετηρία τη σκοτεινή ύλη, η οποία στη συνέχεια προσέλκυσε βαρυτικά την κοινή ύλη, τότε πώς σχηματίσθηκε;

NASA's Hubble Space Telescope took an image of a bizarre, ghostly looking galaxy called NGC 1052-DF2 that astronomers calculate to have little to no dark matter. This is the first galaxy astronomers have discovered to be so lacking in dark matter, which is thought to comprise 85% of our universe's mass. Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio

Οι επιστήμονες έκαναν λόγο για «ένα γαλαξία απόλυτο μυστήριο, που δεν προβλέπεται από καμία θεωρία, τα πάντα πάνω του είναι παράξενα. Είναι τελείως άγνωστο πώς είναι δυνατό να σχηματισθεί ένας τέτοιος γαλαξίας». Δεν αποκλείουν πλέον ότι πιθανώς υπάρχουν περισσότεροι τρόποι για να δημιουργηθεί ένας γαλαξίας και όχι μόνο ξεκινώντας από ένα πυρήνα σκοτεινής ύλης.

Οι αστρονόμοι θα ψάξουν μήπως βρουν και άλλους τέτοιους γαλαξίες στο σύμπαν. Ήδη έχουν υποψίες για τρεις, τους οποίους θα παρατηρήσουν καλύτερα.

Πηγές: https://www.nature.com/articles/nature25767 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=955903

Αμαζόνιος: Ανακαλύφθηκαν χωριά προηγούμενης εποχής στην νότια Αμαζονία. Parts of the Amazon thought uninhabited were actually home to up to a million people

Οι περιοχές θεωρούνταν ότι ήταν σχεδόν ακατοίκητες. Archaeologists discover 81 ancient settlements in the Amazon. An aerial photo of one of the structures uncovered in a recent study of pre-Columbian archaeological sites in the Amazon. Credit: University of Exeter

Μεγάλες εκτάσεις του Αμαζονίου, οι οποίες έως τώρα θεωρούνταν σχεδόν ακατοίκητες, στην πραγματικότητα φιλοξενούσαν ένα μεγάλο αριθμό χωριών, όπου ζούσαν μισό έως ένα εκατομμύριο άνθρωποι στα προκολομβιανά χρόνια, από το 1250 έως το 1500 μ.Χ. και μάλιστα μακριά από τα μεγάλα ποτάμια.

Η σχετική ανακάλυψη με τη βοήθεια δορυφόρων και η αντίστοιχη επιστημονική ανακοίνωση έγινε από επιστήμονες, με επικεφαλής τον Γιόνας Γκρεγκόριο ντε Σούζα του Τμήματος Αρχαιολογίας του βρετανικού Πανεπιστημίου του Έξετερ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο επιστημονικό  έντυπο Nature Communications. Η αποψίλωση των δασών βοήθησε στην μελέτη της έως πρόσφατα απρόσιτης περιοχής.

Η περιοχή του Αμαζονίου, γνωστή και ως Αμαζονία, περιλαμβάνει το μεγαλύτερο βροχοδάσος της Γης και καλύπτει μια έκταση περίπου 6,7 εκατομμυρίων τετραγωνικών χιλιομέτρων διαμοιρασμένη σήμερα σε εννέα χώρες.

Archaeologists found the remains of villages and mysterious earthworks called geoglyphs. Experts still don't know what they were used for and large parts of the Amazon remain unexplored. Pictured are native Amazonians painted by François Auguste Biard in around 1860.

Πριν από την άφιξη των Ευρωπαίων στην Αμερική, κατά την τελευταία δεκαετία του 15ου αιώνα, αποδεικνύεται ότι η νότια Αμαζονία κάθε άλλο παρά ακατοίκητη ήταν. Ανακαλύφθηκαν 81 οχυρωμένα χωριά και άλλες εγκαταστάσεις, καθώς και 104 κυκλικά και πολυγωνικά γεωγλυφικά, που καλύπτουν μια τεράστια έκταση περίπου 1.800 χιλιομέτρων σε μήκος και άνω των 400.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων σε επιφάνεια.

Archaeologists have uncovered evidence there were up to 1,500 fortified villages in the rainforest away from major rivers - two-thirds of which are yet to be discovered. Pictured is a compound structure with a small enclosure in the interior of a larger one. Credit: University of Exeter

Η επιτόπια δειγματοληπτική έρευνα σε 24 από αυτές τις τοποθεσίες στη λεκάνη του ποταμού Ταπάχος, μεγάλου παραπόταμου του Αμαζονίου, στην περιοχή του Μάτο Γκρόσο στη σημερινή Βραζιλία, περίπου 2.000 χιλιόμετρα από τις εκβολές του Αμαζονίου, έφερε στο φως κεραμικά, πέτρινους πελέκεις, ίχνη καλλιεργημένου χώματος και άλλα στοιχεία που επιβεβαιώνουν ότι οι περιοχές αυτές κατοικούνταν επί μακρόν.

Οι οικισμοί είχαν διάμετρο από 30 έως 400 μέτρα, με τον μεγαλύτερο να έχει έκταση σχεδόν 200 στρέμματα. Οι πιο μεγάλοι, συνήθως εξαγωνικού σχήματος, διέθεταν οχύρωση, πλατείες και δρόμους.

The experts estimate that there would have been between 1,000 and 1,500 enclosed villages, and two-thirds of these sites are yet to be found. Credit: University of Exeter

Τεράστια τμήματα του Αμαζονίου παραμένουν έως σήμερα ανεξερεύνητα από τους αρχαιολόγους, ιδίως οι περιοχές που είναι απομακρυσμένες από τα ποτάμια. Έως τώρα πιστευόταν ότι κατοικούνταν μόνο οι παραποτάμιες περιοχές, αλλά τώρα γίνεται αντιληπτό ότι η εξάπλωση των ανθρώπων είχε συμβεί πολύ βαθύτερα μέσα στα βροχοδάση.

Pictured is an aerial photo of the Fonte Boa site in the Brazilian state of Amazonas. There were 81 found in the area surveyed as part of this research. Villages are often found nearby, or inside the geoglyphs. Credit: University of Exeter

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι στο εσωτερικό της Αμαζονίας υπήρχαν 1.000 έως 1.500 χωριά και τουλάχιστον τα δύο τρίτα από αυτά δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμη. Επίσης εκτιμάται ότι υπάρχουν τουλάχιστον 1.300 μυστηριώδη γεωγλυφικά, για τα οποία οι επιστήμονες δεν έχουν κάποια εξήγηση, αν και θεωρούν πιθανό ότι είχαν κάποιο τελετουργικό σκοπό. Μερικές φορές υπάρχουν χωριά μέσα στην έκταση των γεωγλυφικών ή ακριβώς δίπλα τους. Πολλά χωριά συνδέονται μεταξύ τους μέσω ενός πολύπλοκου δικτύου δρόμων μήκους έως ενάμισι χιλιομέτρου.

Geoglyphs are connected through a network of causeways and some have been elaborately constructed over many years. The earthworks were probably made during seasonal droughts, which allowed forests to be cleared. Credit: University of Exeter

«Υπάρχει ακόμη μια κοινή παρανόηση ότι ο Αμαζόνιος είναι ένα ανέγγιχτο τοπίο, η κατοικία μόνο διάσπαρτων νομαδικών κοινοτήτων. Δεν συμβαίνει κάτι τέτοιο. Βρήκαμε ότι μερικοί πληθυσμοί μακριά από τα μεγάλα ποτάμια είναι πολύ μεγαλύτεροι από ό,τι νομίζαμε έως τώρα και αυτοί οι άνθρωποι διαμόρφωναν το περιβάλλον τους, όπως μπορούμε να δούμε μέχρι σήμερα» δήλωσε ο Σούζα.

«Πρέπει να επαναξιολογήσουμε την ιστορία του Αμαζονίου. Σίγουρα δεν ήταν μια περιοχή που κατοικείτο μόνο κοντά στις όχθες των μεγάλων ποταμών, ενώ και οι άνθρωποι που ζούσαν εκεί, άλλαζαν το τοπίο» δήλωσε ο καθηγητής Χοσέ Ιριάρτε του Έξετερ.

The new study shows there are an estimated 1,300 geoglyphs in Southern Amazonia. Pictured is the Amazon-based Kuikuru tribe performing a ritual dance back in 2002.

Ενώ, έως τώρα, ο συνολικός πληθυσμός του Αμαζονίου (παράκτιος και μη) πριν την έλευση των Ευρωπαίων πιστευόταν ότι δεν ξεπερνούσε το ένα εκατομμύριο, μετά τα νέα στοιχεία οι επιστήμονες δεν αποκλείουν να ξεπερνούσε και τα δέκα εκατομμύρια. Οι αρρώστιες και η γενοκτονία εξαφάνισε τους περισσότερους και μετά η ζούγκλα σκέπασε τα απομεινάρια του πολιτισμού τους.

Πηγές: Jonas Gregorio de Souza et al, Pre-Columbian earth-builders settled along the entire southern rim of the Amazon, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-03510-7 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=955514